(57)【要約】【課題】分割導体を含む電動機では、電動機の動作温度の正確かつ信頼性の高い指標を提供する温度感知構成を提供することが有利である。【解決手段】スロットライナを、複数の導体で構成された巻線構成を有する電動機のコアのスロットに挿入されるように構成する。このスロットライナは、巻線構成の複数の導体のうちの少なくとも１つを受け入れるように構成されたキャビティを形成する第１の絶縁層を含む。スロットライナは、第１の絶縁層に結合された第２の絶縁層も含む。また、スロットライナは、第１の絶縁層と第２の絶縁層の間に位置する所定長の導体材料も含む。この所定長の導体材料は、温度とともに変化する抵抗値を有する。所定長の導体材料の第１の端部から第１のリード線が延び、所定長の導体材料の第２の端部から第２のリード線が延びる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスロットを含むコアと、
前記複数のスロット内に位置する複数の導体と、
前記複数のスロットの１つの中に位置する少なくとも１つのスロットライナと、
前記スロットライナ上に設けられた温度センサと、
を備えることを特徴とする電動機。
【請求項２】
前記温度センサが、温度とともに変化する抵抗値を有する所定長の導体材料を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
前記温度センサが、抵抗温度検出器（ＲＴＤ）又はサーミスタである、
ことを特徴とする請求項２に記載の電動機。
【請求項４】
前記ＲＴＤが、２つの端部と、該２つの端部において前記スロットライナから延びる金属リードを有する、前記スロットライナにループ状に固着された所定長の金属を含む、
ことを特徴とする請求項３に記載の電動機。
【請求項５】
前記所定長の金属が、前記スロットライナに沿って螺旋状に延びる、
ことを特徴とする請求項４に記載の電動機。
【請求項６】
前記スロットライナが、螺旋状に巻かれた熱硬化性ストリップから形成されたチューブを含む、
ことを特徴とする請求項５に記載の電動機。
【請求項７】
前記スロットライナが、前記熱硬化性ストリップの第１の側面上の第１の絶縁層、及び前記熱硬化性ストリップの第２の側面上の第２の絶縁層をさらに含む、
ことを特徴とする請求項６に記載の電動機。
【請求項８】
前記第１の絶縁層が、難燃性メタアラミド材料で構成される、
ことを特徴とする請求項７に記載の電動機。
【請求項９】
前記熱硬化性ストリップが、ポリイミドストリップである、
ことを特徴とする請求項６に記載の電動機。
【請求項１０】
前記複数の導体の少なくとも１つが、前記少なくとも１つのスロットライナを通って延びる、
ことを特徴とする請求項１に記載の電動機。
【請求項１１】
前記温度センサが、自動車のコントローラに結合される、
ことを特徴とする請求項１に記載の電動機。
【請求項１２】
複数の導体を有する巻線構成を含む電動機のコアのスロットに挿入するためのスロットライナであって、該スロットライナが、前記複数の導体のうちの少なくとも１つを受け入れるように構成されるとともに、
前記巻線構成の前記複数の導体のうちの少なくとも１つを受け入れるように構成されたキャビティを形成する第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層に結合された第２の絶縁層と、
前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層の間に位置し、温度とともに変化する抵抗値を有し、第１の端部及び第２の端部を含む所定長の導体材料と、
前記所定長の導体材料の前記第１の端部から延びる第１のリードと、
前記所定長の導体材料の前記第２の端部から延びる第２のリードと、
を含むことを特徴とするスロットライナ。
【請求項１３】
前記所定長の導体材料が、前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層の間に位置する基質部材に固着される、
ことを特徴とする請求項１２に記載のスロットライナ。
【請求項１４】
前記第１の絶縁層及び前記第２の絶縁層が、前記キャビティを内部に定めるチューブを形成する、
ことを特徴とする請求項１３に記載のスロットライナ。
【請求項１５】
前記所定長の導体材料が、前記チューブ上に螺旋状に巻かれる、
ことを特徴とする請求項１４に記載のスロットライナ。
【請求項１６】
前記所定長の導体材料がループを形成し、前記第１のリード線及び前記第２のリード線が前記チューブの一端に提供されるようにする、
ことを特徴とする請求項１５に記載のスロットライナ。
【請求項１７】
自動車内の巻線構成を有する電動機の温度をモニタする方法であって、
前記電動機のコアのスロットにスロットライナを挿入し、前記スロットライナ上に温度センサを設けて、該温度センサが、少なくとも部分的に前記スロット内に位置するようにするステップと、
前記スロットライナに前記巻線構成の少なくとも１つの導体を挿入するステップと、
前記温度センサを自動車のコントローラに結合するステップと、
前記温度センサからの電気信号パラメータに基づいて前記電動機内部の温度を求めるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
前記温度センサが、温度とともに変化する抵抗値を有する所定長の導体材料を含み、前記温度センサからの前記電気信号パラメータが、前記所定長の導体材料の電圧である、
ことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記電動機の前記コアの前記スロットに前記スロットライナを挿入する前に、温度とともに変化する抵抗値を有する所定長の導体材料を基質上に配置するステップと、前記所定長の導体材料を絶縁層で覆うステップと、前記基質を螺旋状に巻いて、前記スロットライナがチューブ状になるようにするステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記巻線構成の少なくとも１つの導体を前記スロットライナに挿入するステップが、前記スロットライナを前記電動機のコアのスロットに挿入する前に行われる、
ことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機の分野に関し、特に、コア部材内に位置する電動機導体に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの場合、電気モーターの過熱又はその他の望ましくない状態を防ぐには、その動作温度を連続してモニタすることが望ましい。従って、電気モーターの内部に温度センサ構成を埋め込んで動作温度の指標を提供するようにしてきた。温度感知構成によっては、温度センサが実際のモーターの巻線と密接に結び付いて動作温度の指標を提供するものもある。
【０００３】
多くの電動機は、複数のスロットを含むコア部分で構成され、これらのスロット内には巻線が位置してコア上に巻線構成を形成する。ハイブリッド電気自動車などの最新の電動機用途では、一般に分割巻線が使用される。通常、これらの巻線は、ともに接続されたスロット内部分と端部とを含む複数の分割導体を含む。これらの導体は、電動機の積層されたコア部分のスロット（例えばステータスロット）内に位置し、導体の端部が接続されて電動機の巻線を形成する。
【０００４】
多くの場合、電動機の分割導体は、２本の直線レッグと、レッグ間に延びる中心Ｕターン部分とを含むＵ字形導体の形で提供される。本明細書で使用する「Ｕ字形導体」及び「Ｕターン部分」という用語は、導体の軸方向が、約１８０°などの９０°よりも大きく変化する導電体又は導体部分を意味する。ただし、これらの用語は、完全な「Ｕ」字形を形成する導体又は導体部分に限定されるものではない。また、本明細書で使用する「導体」又は「分割導体」という用語は、Ｕターン部分を有する導体を意味することもあるが、Ｕターン部分を有していない導体を意味することもある。通常、分割導体は、コアの一方の側（すなわち、「挿入側」又は「挿入端部」）に曲げ部分（すなわち、Ｕターン部分）が位置し、コアの反対側（すなわち、「接続側」、「接続端部」、又は「溶接端部」）からレッグ端部が延びるようにしてコアのスロット内に位置する。このような分割導体を含む電動機では、電動機の動作温度が、導体が配置されたコアのスロット内で最大になる傾向にある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７，６２２，８４３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、分割導体を含む電動機では、電動機の動作温度の正確かつ信頼性の高い指標を提供する温度感知構成を提供することが有利と思われる。このような温度感知構成を電動機に容易に取り付けることができれば有利と思われる。このような温度感知構成を、電動機のサイズを増やすことなく又は電動機の構成部品の配置を妨げることなく電動機に提供することができれば有利とも思われる。このような温度感知構成を、容易にかつ製造者にとって比較的低コストで提供することができれば有利とも思われる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の１つの実施形態によれば、複数のスロットを有するコアを含む電動機が提供される。この複数のスロット内に複数の導体が位置し、複数のスロットのうちの１つの中に少なくとも１つのスロットライナが位置する。この電動機は、スロットライナ上に設けられた温度センサをさらに含む。
【０００８】
本開示の別の実施形態によれば、複数の導体を有する巻線構成を含む電動機のコアのスロットに挿入するためのスロットライナが提供される。このスロットライナは、巻線構成の複数の導体のうちの少なくとも１つを受け入れるように構成されたキャビティを形成する第１の絶縁層を含む。スロットライナは、第１の絶縁層に結合された第２の絶縁層も含む。また、スロットライナは、第１の絶縁層と第２の絶縁層の間に位置する所定長の導体材料も含む。この所定長の導体材料は、温度とともに変化する抵抗値を有する。この所定長の導体材料の第１の端部から第１のリード線が延び、所定長の導体材料の第２の端部から第２のリード線が延びる。
【０００９】
本開示のさらに別の実施形態では、自動車内の巻線構成を有する電動機の温度をモニタする方法に関連してスロットライナを使用する。この方法は、電動機のコアのスロットにスロットライナを挿入するステップを含み、このスロットライナは、少なくとも部分的にスロット内に位置するようにスロットライナ上に設けられた温度センサを含む。この方法は、巻線構成の少なくとも１つの導体をスロットライナに挿入するステップも含む。スロット内の温度センサは、自動車のコントローラに結合される。この方法は、温度センサからの電気信号に基づいて電動機内部の温度を求めるステップをさらに含む。
【００１０】
当業者には、以下の詳細な説明及び添付図面を参照することにより、上述の及びその他の特徴及び利点がより容易に明らかになるであろう。これらの又はその他の有利な特徴のうちの１つ又はそれ以上を提供するスロットライナシステムを電動機に提供することが望ましいが、本明細書に開示する教示は、上述した利点のうちの１つ又はそれ以上を実現するかどうかに関わらず、添付の特許請求の範囲に含まれる実施形態にまで拡大適用される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】温度センサを有する絶縁スロットライナに関連する巻線構成を含む電動機の例示的な実施形態の立面図である。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩに沿って切り取った、巻線構成を含まない電動機のステータコアの断面図である。
【図３】図２のステータコアの、スロットライナ及び巻線構成の分割導体を含むスロットの断面図である。
【図４】図３の分割導体の１つの斜視図である。
【図５】図３のスロットライナの１つの斜視図である。
【図６】図３のスロットライナの１つの、温度センサを含む基質部材の平面図である。
【図７】図６のスロットライナの、螺旋状に巻いた基質部材の構成を示す延伸斜視図である。
【図８】温度センサを有するスロットライナを含む図３のステータコアのスロットの切り欠き図である。
【図９】図７のスロットライナを含む電動機を備えた自動車のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１及び図２に、電動機２の例示的な実施形態を示す。電動機２は、電動機のハウジング４（破線で示す）内に保持されたロータ６及びステータ１０を含む。ステータ１０は、ステータコア１４上に位置する複数の分割導体１８で構成された巻線構成１２を含む。分割導体１８は、ステータコア１４のスロット１６内に位置するスロットライナ３０を通って延び、スロットライナ３０の各々は、分割導体１８の１つを受け入れるように構成される。以下でさらに詳細に説明するように、スロットライナ３０の少なくとも１つには温度センサ５０が設けられる。温度センサは、スロットライナに埋め込むこと、一体化すること、固定すること、接続すること、又は別様に設けることを含む数多くの方法のいずれかでスロットライナ上に設けることができる。
【００１３】
電動機ハウジング４は、ロータ６及びステータ１０をほぼ又は完全に密閉し、ハウジング４内の空間に汚染物が入り込むのを防ぐように構成される。通常、ハウジング４は、鋼鉄などの金属材料で構成される。ハウジング４は、出力シャフト８の回転運動を助けるベアリングを含む。
【００１４】
出力シャフト８は、ハウジング４を貫いて延び、ロータ６に結合される。ロータ６は、ハウジング内で回転するように構成されたコア部材を含む。ロータ６は、永久磁石ロータ、クローポール型ロータ、かご形ロータ又はその他の様々なロータタイプのいずれかなどの、当業者が認識しているような様々な異なるロータタイプのうちのいずれか１つとすることができる。ロータ６は、空隙によってステータ１０から物理的に分離される。一方で、ロータ６は、ステータコア１４上に保持されたステータ巻線１２を介してステータ１０に磁気的に結合される。
【００１５】
ステータコア１４は、薄い強磁性材料のシートの束で構成される。従って、ステータコア１４は、一般に「積層スタック」と呼ばれる。図２に示すように、ステータコア１４は、内側円周部２４及び外側円周部２６を有する実質的に円筒形の壁を含む。この実質的に円筒形の壁内には、複数のスロット１６が形成される。スロット１６は、ステータコア１４の軸方向の長さ全体に延びる。また、各スロット１６は、内側円周部上で部分的に閉じ、この内側円周部から径方向外向きに延びる。
【００１６】
このステータコア１４のスロット１６内に分割導体１８が位置し、スロット１６を通じて軸方向に延びる。分割導体１８は、（ｉ）ステータ１０の（本明細書では「挿入端部」とも呼ぶ）挿入側２０、及び（ｉｉ）ステータ１０の（本明細書では「接続端部」又は「溶接端部」とも呼ぶ）接続側２２を定める。これらの用語が示唆するように、分割導体１８は、ステータコア１４のスロット１６にステータ１０の挿入側２０から挿入される。同様に、分割導体１８は、ステータ１０の接続側２２上でともに溶接又は別様に接続される。
【００１７】
図２には、巻線構成１２の導体１８をステータスロット１６内に収容していない図１の例示的なステータコア１４の挿入側２０の上面図を示している。図２の例示的なステータコア１４は、スロット１６を６０個含む。他の実施形態では、ステータコア１４が、これより多くの又は少ないスロットを含むことができる。内側周縁部２４、並びにステータの挿入側２０及び溶接側２２を通じて、ステータスロット１６の開口部が設けられる。
【００１８】
図３は、分割導体１８を収容したステータ１０のスロット１６の１つの拡大断面図である。図３の例示的な実施形態では、分割導体１８が矩形断面を有し、電動機の各スロット１６内に４つの導体１８が収容される。他の実施形態では、導体１８が異なる形状を有することができ、各スロット１６内にこれより多くの又は少ない導体を収容することができる。各導体は、スロットライナ３０を含むことができる絶縁層によってスロット１６内の隣接する導体から分離される。スロットライナ３０は、スロット１６を形成するステータコア１４の壁からも導体１８を絶縁するようにスロット１６内に配置され構成される。
【００１９】
図４に、断面が矩形の例示的なＵ字型の分割導体１８を示す。分割導体１８は、Ｕターン部分４０によって接続された２つのスロット内部分４１及び４２を含む。各スロット内部分４１、４２は、関連する接続端部４３、４４に連結される。各接続端部４３、４４には、先端部４５、４６が設けられる。各先端部４５、４６は別の導体の先端部に接続されて、これらの導体が、ともにステータ１０上に巻線構成１２を形成するようになる。２００９年１１月２４日に特許された米国特許第７，６２２，８４３号に例示的な巻線構成が記載されており、この特許の内容は引用により本明細書に組み入れられる。
【００２０】
分割導体１８は、スロット内部分４１、４２が、やはりステータコア内に位置する（図４に破線で示す）スロットライナ３０を通って延びる状態でステータコア１４のスロット１６内に位置付けられる。所与の導体１８のスロット内部分４１、４２は、ステータの異なるスロット１６内に位置付けられる。接続端部４３、４４は、Ｕターン部分４０に対向するステータの溶接側２４から延びる。各導体の先端部４５、４６は、別の導体１８上の隣接する先端部に直接接続される。先端部４５、４６の接続は、溶接、ロウ付け、又は当業で公知のその他の方法などのあらゆる数の方法で行うことができる。このようにして分割導体を接続することにより、ステータ１０上に完全な巻線１２が形成される。
【００２１】
ここで図４及び図５を参照して分かるように、一般に各スロットライナ３０は、導体１８のスロット内部分４１、４２は受け入れるが、Ｕターン部分４０又は先端部４３、４６は覆わないように構成された絶縁材料のスリーブとして提供される。一般に各スロットライナ３０は、例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリアミドイミド、延伸ポリエチレンテレフラレートフィルム、又はその他の絶縁材料などの、耐熱性かつ電気絶縁性の材料で構成される。少なくとも１つの実施形態では、スロットライナ３０が、Ｎｏｍｅｘ又はその他の難燃性メタアラミド材料などの、比較的柔軟で耐久性のある光沢紙から実現される。
【００２２】
本明細書で使用する「スロットライナ」という用語は、電動機のコア部材のスロット内に挿入されるように構成されて、巻線構成の少なくとも１つの導体を受け入れるように構成されたチャネル又はその他のキャビティを定める絶縁構造を意味する。しかしながら、スロットライナという用語は、本明細書に開示する例示的な実施形態に限定されるものではない。従って、スロットライナ３０は、あらゆる様々な異なる形状及びサイズに構成することができる。例えば、図５に示すように、スロットライナ３０を、巻線構成の導体１８の１つを受け入れるように設計及び寸法決めされた軸方向キャビティ３３を含む絶縁チューブ３２を形成するように螺旋状に巻かれた細長い絶縁材料シート３４として提供することができる。この実施形態では、導体１８の周囲に絶縁材料を巻き付ける時に、細長いシート３４の対向する側面を重ね合わせることができる。他の実施形態では、導体１８に巻き付く絶縁材料のストリップでスロットライナ３０を構成し、ストリップの対向する端部が軸方向の縫い目に沿って接触するようにすることができる。これらの対向する端部を緩く係合又は接着させ、或いは別様に接合して、導体を受け入れるチューブを形成することができる。しかしながら、他の実施形態では、対向する端部を完全に分離して、チューブが完全ではなく開いた軸方向端部を有し、キャビティが開いたチャネルとなるようにすることができる。また、図５のチューブ３２は、断面が円形の円筒形チューブとして示しているが、正方形の断面を含むその他の形状及び構成でスロット３０を提供することもできると認識されるであろう。様々な実施形態では、スロットライナ３０を導体１８に固着させ、又は導電体上に摩擦嵌めすることができる。本明細書で使用する「摩擦嵌め」という用語は、スリーブ３２の形状に起因して又はこれが導体と密着した結果、スリーブ３２が導体１８上の適所に保持されるが、導体に固着されるわけではないことを意味する。さらに、本明細書に開示する実施形態では、スロットライナ３０を１つの導体１８のみを収容するものとして示しているが、他の実施形態では、複数の導体１８を収容するようにスロットライナを構成することもできる。
【００２３】
図３及び図６〜図８を参照して分かるように、ステータのスロット１６内のスロットライナ３０の少なくとも１つには温度センサ５０が設けられる。図３及び図８に示すように、温度センサ５０は、スロット１６の外縁部１７に面して位置決めされたスロットライナ３１上に提供される。図３及び図６に示すように、スロットライナ３１は、外側絶縁層６２と内側絶縁層６４の間に位置する基質部材６０で構成される。少なくとも１つの実施形態では、基質部材６０が、ポリイミド材料のストリップなどの熱硬化性ストリップである。第１の絶縁層６２及び第２の絶縁層６４は、Ｎｏｍｅｘ（登録商標）又は別の難燃性メタアラミド材料などの、電気的絶縁特性を有する比較的耐久性のある光沢紙で構成することができる。
【００２４】
温度センサ５０は、基質部材６０上に、温度センサ５０及び基質部材６０がいずれも第１の絶縁層６２と第２の絶縁層６４の間に挟まれるように位置決めされる。温度センサ５０は、様々な種類の温度センサのいずれであってもよい。例えば、温度センサは、抵抗温度検出器（ＲＴＤ）、サーミスタ、熱電対、又はその他の種類の他の様々な温度センサとすることができる。
【００２５】
図３、図６及び図７の実施形態では、温度センサ５０が、基質部材６０に接続された所定長の導体材料５２を含む。この所定長の導体材料は、温度とともに予想通りに変化する抵抗値を有する。一般に、所定長の導体材料５２は、安定した又は線形の熱膨張対抵抗比を有する。従って、当業者であれば認識するように、この所定長の導体材料５２によって示される抵抗値に基づいて温度センサ５０の温度を求めることができる。
【００２６】
温度センサ内の所定長の導体材料５２には、様々な種類の材料のいずれを使用してもよい。例えば、所定長の導体材料５２を、ＲＴＤで一般に使用されているプラチナ又はその他の材料などの金属材料で構成することができる。別の例として、所定長の導体材料５２を、サーミスタで一般に使用されているようなセラミック又はポリマー材料で構成することもできる。
【００２７】
少なくとも１つの実施形態では、最初に所定長の導体材料５２を基質部材６０に固着することにより、温度センサ５０を有するスロットライナ３１を形成する。例えば、所定長の導体材料５２を、基質部材上に薄膜として印刷することができる。図６に示すように、基質部材６０は、実質的に高さよりも幅の方が大きい耐熱性絶縁材料の細長いストリップである。この基質部材６０上に、所定長の導体材料５２を細線又は薄膜として印刷する。所定長の導体材料５２は、第１の端部５３、第１の直線部分５４、Ｕターン部分５５、第２の直線部分５６、及び第２の端部５７を含む。所定長の導体材料のこれらの様々な部分は、基質部材６０上にループを形成する。特に、図６の実施形態では、第１の端部５３、第１の直線部分５４、Ｕターン部分５５、第２の直線部分５６及び第２の端部５７の配置により形成される実質的に閉じた曲線によってループが実現される。
【００２８】
この所定長の導体材料５２の第１の端部５３及び第２の端部５７には、リード線５８及び５９が接続される。これらのリード線を、溶接、半田付け、接着、又はその他の様々な接続方法のいずれかによって、所定長の導体材料５２の第１の端部５３及び第２の端部５７に接続することができる。このリード線５８、５９は、所定長の導体材料５２に電圧を印加できるようにするものであり、これにより所定長の導体材料５２の抵抗値を求めることができるようになる。
【００２９】
所定長の導体材料５２にリード線５８、５９を接続した後、基質部材６０の両側面に外側絶縁層６２及び内側絶縁層６４を接着又は別様に結合する。これにより、外側絶縁層６２と内側絶縁層６４の間に基質部材６０及び所定長の導体材料５２が挟まれた多層ストリップが実現される。次に、図７に示すように、この多層ストリップ６６を螺旋状に巻いてチューブ３２を形成する。図７には、チューブ３２を伸ばした形で示しているが、これは例示のためであり、実際には多層ストリップ６６の端部６８を接続してチューブ３２を形成することが理解されるであろう。
【００３０】
図７の多数の矢印は、所定長の導体材料５２を流れる電流の螺旋経路を示すものである。図７に示すように、所定長の導体材料５２により提供される経路は、螺旋状に下向きに延び、その後チューブ３２に沿って上向きに延びる。所定長の導体材料５２がループ状に提供されることにより、所定長の導体材料を通る電流が２つの逆の向きに流れた時に、スロット１６を流れる電流の誘導作用が打ち消される。図７には、所定長の導体材料５２の巻線経路を螺旋状に示しているが、エアトンペリー巻き又は当業者が認識できる他の様々な種類の適当な巻線経路のいずれかを含む他の種類の巻線経路も可能である。
【００３１】
図８には、ステータのスロット１６の１つの中に位置する温度センサ５０を接続したスロットライナ３１、及び３つのさらなるスロットライナ３０を示している。この実施形態では、巻線構成が、ステータコア１４の各スロット内に４層の導体１８を有するマルチセット巻線構成である。内側３層の導体１８は、温度センサ５０を含まないスロットライナ３０内を延びる。最も外側の導体は、上述したように、温度センサ５０を含むスロットライナ３１内を延びる。温度センサは、温度とともに抵抗値が変化する所定長の導体材料５２を含む。所定長の導体材料５２の端部には、リード線５８及び５９が接続される。このリード線５８及び５９は、所定長の導体材料５２の抵抗値を測定して関連する温度を求めるように構成されたコントローラ又はその他の回路に電気的に接続される。
【００３２】
図９に、ハイブリッド電気自動車などの自動車７０用のインバータ７４に関連するコントローラ７２の例を示す。コントローラ７２は、インバータ７４からの入力７５、バッテリからの入力７７、及び当業者により認識されるその他の入力を含む様々な入力を受け取るように構成される。また、コントローラ７２は、図１〜図８に参照して上述したように、スロットライナ３１に設けられた温度センサ５０からの入力５１を受け取るようにも構成される。コントローラ７２は、温度センサ５０から受け取った信号に基づいて、自動車の性能を改善するために、出力部７９におけるインバータ７４への制御信号及び自動車７０のその他の構成部品へのその他の制御信号を送出することができる。
【００３３】
これらの内容に鑑み、自動車車両内の巻線構成を有する電動機の温度をモニタする方法を開示する。この方法は、電動機のコア１４のスロットにスロットライナ３１を挿入するステップを含む。スロットライナ３１は、ステータコアのスロット内に少なくとも部分的に位置するようにスロットライナ３１に接続された温度センサ５０を含む。この方法は、スロットライナ３１に巻線構成の少なくとも１つの導体１８を挿入するステップをさらに含む。この方法の１つの実施形態では、スロットライナ３１に導体１８を挿入する前に、スロットライナ３１をスロット１６内に位置付ける。この方法の別の実施形態では、導体１８及びスロットライナ３１をスロット内に位置付ける前に、導体１８をスロットライナ３１に挿入する。
【００３４】
上記に加え、電動機の温度をモニタする方法は、スロットライナ３１上の温度センサ５０をハイブリッド電気自動車などの自動車内のコントローラに結合するステップをさらに含むことができる。このコントローラは、温度センサに電気信号を送り、温度センサにより提供される電気信号のパラメータに基づいて温度を求めるように構成される。このステップは、例えば、所定長の導体材料５２を通じて既知の電流フローを送出するステップと、この既知の電流フローに基づいて所定長の導体材料５２の電圧降下を求めるステップと、次にこれらの既知の電圧及び電流に基づいて所定長の導体材料の抵抗値を計算するステップとを含むことができる。別の例として、このステップは、所定長の導体材料５２に既知の電圧を与えるステップと、この既知の電圧に基づいて所定長の導体材料５２を流れる電流を求めるステップと、次にこれらの既知の電圧及び電流に基づいて所定長の導体材料の抵抗値を計算するステップとを含むことができる。このようにして、所定長の導体材料により提供される電気信号に基づいて、所定長の導体材料５２の抵抗値を求めることができる。所定長の導体材料の抵抗値は温度とともに変化するので、求めた抵抗値に基づいて電動機内部の温度を計算することができる。
【００３５】
上述した方法のさらなる実施形態によれば、図６に示すように、電動機のコアのスロットにスロットライナ３１を挿入する前に、抵抗値が温度とともに変化する所定長の導体材料５２を基質部材６０上に配置する。次に、基質部材６０及び所定長の導体材料５２を少なくとも１つの絶縁層で覆って多層ストリップ６６を形成する。その後、この多層ストリップ６６を、図７及び図８に示すように螺旋状に巻いて、スロットライナがチューブ状になるようにする。
【００３６】
以上、本明細書では、温度センサ構成を有するスロットライナの１又はそれ以上の実施形態の詳細な説明を、限定ではなくほんの一例として示した。本明細書で説明したいくつかの個々の特徴及び機能の利点は、本明細書で説明したその他の特徴及び機能を組み込まずに得ることもできると認識されるであろう。さらに、上述した実施形態並びにその他の特徴及び機能の様々な代替、修正、変形又は改善、或いはこれらの代替例を、他の多くの異なる実施形態、システム及びアプリケーションに望むように組み合わせることもできると認識されるであろう。これらにおける現在では予見又は予期できない代替、修正、変形又は改善が後から当業者によって行われる可能性もあり、これらも特許請求の範囲に含まれることが意図されている。従って、添付の特許請求の範囲及びその思想を、本明細書に含まれる実施形態の説明に限定すべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年2月14日(2013.2.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスロットを含むコアと、
前記複数のスロット内に位置する複数の導体と、
前記複数のスロットの１つの中に位置する少なくとも１つのスロットライナと、
前記スロットライナ上に設けられた温度センサと、
を備えることを特徴とする電動機。
【請求項２】
前記温度センサが、温度とともに変化する抵抗値を有する所定長の導体材料を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
前記温度センサが、抵抗温度検出器（ＲＴＤ）又はサーミスタである、
ことを特徴とする請求項２に記載の電動機。
【請求項４】
前記ＲＴＤが、２つの端部と、該２つの端部において前記スロットライナから延びる金属リードを有する、前記スロットライナにループ状に固着された所定長の金属を含む、
ことを特徴とする請求項３に記載の電動機。
【請求項５】
前記所定長の金属が、前記スロットライナに沿って螺旋状に延びる、
ことを特徴とする請求項４に記載の電動機。
【請求項６】
前記スロットライナが、螺旋状に巻かれた熱硬化性ストリップから形成されたチューブを含む、
ことを特徴とする請求項５に記載の電動機。
【請求項７】
前記スロットライナが、前記熱硬化性ストリップの第１の側面上の第１の絶縁層、及び前記熱硬化性ストリップの第２の側面上の第２の絶縁層をさらに含む、
ことを特徴とする請求項６に記載の電動機。
【請求項８】
前記温度センサが、自動車のコントローラに結合される、
ことを特徴とする請求項１に記載の電動機。
【請求項９】
複数の導体を有する巻線構成を含む電動機のコアのスロットに挿入するためのスロットライナであって、該スロットライナが、前記複数の導体のうちの少なくとも１つを受け入れるように構成されるとともに、
前記巻線構成の前記複数の導体のうちの少なくとも１つを受け入れるように構成されたキャビティを形成する第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層に結合された第２の絶縁層と、
前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層の間に位置し、温度とともに変化する抵抗値を有し、第１の端部及び第２の端部を含む所定長の導体材料と、
前記所定長の導体材料の前記第１の端部から延びる第１のリードと、
前記所定長の導体材料の前記第２の端部から延びる第２のリードと、
を含むことを特徴とするスロットライナ。
【請求項１０】
自動車内の巻線構成を有する電動機の温度をモニタする方法であって、
前記電動機のコアのスロットにスロットライナを挿入し、前記スロットライナ上に温度センサを設けて、該温度センサが、少なくとも部分的に前記スロット内に位置するようにするステップと、
前記スロットライナに前記巻線構成の少なくとも１つの導体を挿入するステップと、
前記温度センサを自動車のコントローラに結合するステップと、
前記温度センサからの電気信号パラメータに基づいて前記電動機内部の温度を求めるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【外国語明細書】
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